inicio de los SO

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INTRODUCCIÓN
Un ordenador moderno consiste de uno o más procesadores, alguna memoria principal,
discos, impresoras, un teclado, una pantalla, interfaces de red y otros dispositivos de
entrada/salida. Se trata de un sistema muy complejo. Resulta un trabajo extremadamente difícil
escribir programas que controlen todos esos componentes y los utilicen de una forma correcta,
no digamos óptima.Por esa razón, los ordenadores están equipados con una capa de software
que se denomina el sistema operativo, cuya función es gestionar todos esos dispositivos y
proporcionar a los programas del usuario una interfaz con el hardware más sencilla. Estos
sistemas constituyen el tema de este libro.
En la Figura 1-1 se muestra el emplazamiento del sistema operativo. En el fondo está el
hardware,que, en muchos casos, está compuesto a su vez de dos o más niveles (o capas). El
nivel más bajo contiene dispositivos físicos, consistentes de chips de circuitos integrados,
cables, fuentes de alimentación, tubos de rayos catódicos y otros dispositivos físicos similares.
Cómo se construyen y cómo funcionan esos dispositivos es competencia del ingeniero
electrónico.
A continuación viene elnivel de la microarquitectura, en el cual los dispositivos
físicos se agrupan para formar unidades funcionales. Este nivel contiene típicamente algunos
registros internos a la CPU (Central Processing Unit; Unidad Central de Procesamiento) y una
ruta de datos conteniendo una unidad aritmético-lógica. En cada ciclo de reloj se extraen uno o
dos operandos de los registros y se combinan en la unidadaritmético-lógica (por ejemplo
mediante la operación de suma o el AND lógico). El resultado se almacena en uno o más
registros. En algunas máquinas es el software quien controla el funcionamiento de la ruta de
datos. Dicho software se denomina el microprograma. En otras máquinas son los circuitos del
hardware quienes controlan directamente la ruta de datos.

Sistemas de
banca

Reservas enaerolíneas

Navegador Web

Compiladores

Editores

Intérprete de
comandos

Sistemas operativo

Programas de
aplicación
Programas del
sistema

Lenguaje máquina
Microarquitectura
Dispositivos físicos

Figura 1-1. Un ordenador consta de hardware,
programas del sistema y programas de aplicación.

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Hardware

El propósito de la ruta de datos es ejecutar algún repertoriode instrucciones. Algunas de
esas instrucciones pueden completarse en un único ciclo de ruta de datos; otras pueden requerir
varios ciclos de ruta de datos. Las instrucciones pueden utilizar registros u otros recursos del
hardware. Juntos, el hardware y las instrucciones visibles para el programador en lenguaje
ensamblador constituyen el nivel ISA (Instruction Set Architecture; Arquitecturadel Repertorio
de Instrucciones). A este nivel se le denomina a menudo el nivel del lenguaje máquina.
El lenguaje máquina tiene típicamente entre 50 y 300 instrucciones, la mayoría de las
cuales son para mover datos dentro de la máquina, hacer operaciones aritméticas y comparar
valores. En este nivel, los dispositivos de entrada/salida se controlan cargando valores en
registros especiales delos dispositivos. Por ejemplo, puede encargarse la lectura de un sector
del disco cargando los valores de la dirección del sector en el disco, la dirección de memoria
principal, el número de bytes y la direccionalidad (lectura o escritura) en sus registros. En la
práctica, se necesita especificar muchos más parámetros, y la información de estado retornada
por la unidad después de una operaciónes enormemente compleja. Además, en la programación
de muchos dispositivos de E/S (Entrada/Salida) juega un papel muy importante una adecuada
temporización.
Para ocultar esa complejidad se proporciona un sistema operativo, el cual consiste en
una capa de software que oculta (parcialmente) el hardware y da al programador un repertorio
de instrucciones más conveniente con el que trabajar. Por...